Karbon 359 - 299 millioner år

Store skoger og skumle insekter

Karbon er skogenes tidsalder. Vidstrakte, tette skoger med kjempehøye trær vokste i det varme og fuktige klimaet i det flate sumplandskapet. Nye planter utviklet seg, og de enorme mengdene med oksygen som plantene ga fra seg i fotosyntesen, samtidig som dødt organisk materiale ble begravet og etter hvert ble til kull, bidro til at luften på den tiden hadde et uvanlig høyt oksygeninnhold. Konsekvensen var at mange planter var mye større enn nå.

De best kjente trærne fra denne tiden er Cordaites, med flere desimeter lange, tykke blad, Sigillaria og Lepidodendron som var «skjelltrær» – slektninger av dagens kråkefotplanter – og Calamites, som var en slekt av primitive og utdødde trelignende snelleplanter (kjerringrokk). Disse trærne kunne bli 20-50 meter høye.

Trær som i dag vokser der vi har tydelige årstidsvariasjoner danner vekstringer, i motsetning til hva vi kan observere hos trær som vokser i tropiske og varme strøk. Paleontologer har studert tverrsnitt av stammene av de enorme karbontrærne og ikke funnet tydelige vekstringer. Dette tolkes dit hen at klimaet i store deler av karbon var stabilt, varmt og fuktig, og det var minimale variasjoner mellom årstidene i de tropiske regnskogene.

De enorme mengdene med dødt plantemateriale som hopet seg opp ble til kull etter hvert som lagene ble dypere begravd og presset sammen, vannet ble skviset ut og temperaturen steg. De store sumpskogene fra siste halvdel av karbon i østlige deler av USA og gjennom Europa, fra Nordsjøen til Svartehavet, har gitt oss verdens største kullforekomster. De ble dannet i løpet av en 20 millioner år lang periode i siste del av karbon. All energien som er lagret i kullet utgjør grunnlaget for Den industrielle revolusjon på 1800-tallet.

På Svalbard er det også gjennom årene drevet ut kull av karbonsk alder, spesielt i det russiske gruvesamfunnet Pyramiden. I området rundt Pyramiden er det funnet en rekke flotte plantefossiler.

Mot slutten av karbon samlet de sydlige kontinentene seg et ett større kontinent – Gondwana. Den tyske forskeren Alfred Wegener kjente til at en helt spesiell fossil flora – Glossopteris-floraen – var kjent fra alle kontinentene som utgjorde Gondwana (Sør-Amerika, Afrika, India, Australia, Antarktis). Glossopteris tilhører en gruppe nakenfrøete trær med avlange blader med glatt bladkant. Disse bladfossilene og fossiler av landlevende virveldyr gjorde Wegener overbevist om at de sydlige kontinentene en gang hadde hengt sammen i ett kontinent, men at «kontinentaldrift» senere hadde ført dem fra hverandre. Fossilene ble dermed et viktig redskap for å forklare og godta platetektonikken!

Kontinentenes plassering i karbontiden. Norge er markert med en rød prikk.

Oksygeninnholdet i atmosfæren

Gjennom fotosyntese omdanner grønne planter karbondioksid (CO2) og vann til oksygen (O2) og karbohydrater (sukkerstoffer) med lys fra sola som energikilde. Ved ånding (respirasjon) skjer det motsatte – organismer forbruker O2 og skiller ut CO2. Når organismer dør vil dessuten det organiske materialet nedbrytes gjennom en forråtnelse, og CO2 vil igjen gå tilbake til atmosfæren. Dermed oppnås det en balanse i CO2-O2-forholdet.

Dersom de døde organismene, alt fra mikroorganismer, plantenes blader og stengler til større dyr begraves i sedimentet uten tilgang til oksygen vil karbonet «fikseres» og bare ubetydelige mengder CO2 vil gå tilbake til atmosfæren. Rester av landplanter vil omdannes til kull, og det var nettopp det som skjedde i stor grad i karbon. Dette er årsaken til en netto økning av O2 av i atmosfæren.

Dyrelivet i karbon

Dyrelivet i de fuktige skogene besto av primitive amfibier, reptiler (som først utviklet seg i slutten av perioden), og en myriade av virvelløse dyr. I innsjøene fantes en rekke fiskearter og flere typer krepsdyr. De første ferskvannsmuslingene og -sneglene finner vi også her.

Insekter og andre leddyr

I karbonskogene ble grunnlaget lagt for en nærmest eksplosjonsartet utvikling av insektene. Atmosfærens oksygeninnhold nådde verdier opp mot 35 % mot dagens 21 %. Det høye oksygeninnholdet medførte ikke bare kjempevekst hos trærne, men også hos en rekke virvelløse dyr. Giftige tusenbein opp mot to meter lange kravlet rundt sammen med enorme kakerlakker, edderkopper og skorpioner. Øyenstikkerne, som for eksempel Meganeuropsis som kunne oppnå et vingespenn på 75 cm, summet rundt mellom trærne.

Også amfibiene økte i størrelse og artsmangfold fra sine devonske forløpere og ble topp-predatorene i karbon. Mange lignet dagens krokodiller (som er krypdyr, ikke amfibier), var utstyrt med fryktinngytende tenner og kunne bli seks meter lange.

Noen amfibier utviklet etter hvert en tykkere skjelldekket hud og frigjorde seg fra et liv i vann. Huden beskyttet mot uttørking, men det viktigste evolusjonære trekket hos disse var utviklingen av et egg med beskyttende skall. Dette beskyttet fosteret mot uttørking og gjorde at dyrene ikke lenger var avhengig av å legge eggene i vann.

Disse formene utviklet seg til reptiler.

Reptilene utviklet seg raskt gjennom karbon og inndeles tradisjonelt etter åpninger i skallen:

Diapsider (to åpninger bak øyehulen), i dag representert av krokodiller, firfisler, slanger og fugler.

Anapsider (ingen hull), karbon til i dag, for eksempel dagens skilpadder.

Synapsider (ett hull), slutten av karbon til i dag, pattedyrlignende reptiler og pattedyr. Archaeothyris og Clepsydrops er de eldste kjente pattedyrlignende reptilene, mens Dimetrodon fra perm er kanskje den best kjente.

Euryapsider (et hull høyt oppe), en «unaturlig» gruppe som kanskje heller tilhører diapsidene, omfatter bl.a. mesozoiske fiskeøgler og svaneøgler.

Livet i havet ble berørt av flere dramatiske endringer i det globale havnivået. Jorden gjennomlevde to større glasiasjoner som begge var med på å binde store mengder vann i isbreer. Resultatet var at havnivået sank. Da iskappene smeltet steg havnivået tilsvarende.

Når havnivået synker påvirker det spesielt dyrelivet på de grunne sokkelområdene der tilgjengelig areal å leve på reduseres betraktelig. I slutten av devon døde de revdannende stromatoporoidene (en gruppe kalksvamper) ut mens tabulate og rugose koraller overlevde den store utdøingepisoden og tok over deres rolle i oppbygging av revstrukturer. Lokalt spilte også bryozoene (mosdyrene) en viktig rolle i oppbygging av rev. Store karbonske oljereservoarer i det nordvestlige Russland er dannet i rev bestående av bryozoer og koraller.

Ammonoideene (skallbærende spiralsnodde blekkspruter) oppsto midt i silur, men mot slutten av devon, og spesielt i karbon utviklet de en rekke former innen ordenen Goniatitida – goniatittene. Disse hadde relativt enkle suturlinjer (skjøten mellom kammerveggene og det ytre skallet) sammenlignet med de ammonoideene som utviklet seg i jura og kritt. Goniatatitter er viktige fossiler innen biostratigrafien i karbon.